特許 6239692 有機発光素子および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6239692

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】有機発光素子および方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 51/50 20060101AFI20171120BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20171120BHJP

   C09K 11/06 20060101ALI20171120BHJP

   C08G 61/12 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   H05B33/14 B

   H05B33/22 D

   H05B33/10

   H05B33/22 B

   C09K11/06 690

   C09K11/06 680

   C08G61/12

【請求項の数】25

【全頁数】40

(21)【出願番号】特願2016-114148(P2016-114148)

(22)【出願日】2016年6月8日

(62)【分割の表示】特願2013-534375(P2013-534375)の分割

【原出願日】2011年10月18日

(65)【公開番号】特開2016-192559(P2016-192559A)

(43)【公開日】2016年11月10日

【審査請求日】2016年6月9日

(31)【優先権主張番号】1100630.1

(32)【優先日】2011年1月14日

(33)【優先権主張国】GB

(31)【優先権主張番号】1017626.1

(32)【優先日】2010年10月19日

(33)【優先権主張国】GB

(31)【優先権主張番号】1017628.7

(32)【優先日】2010年10月19日

(33)【優先権主張国】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】597063048

【氏名又は名称】ケンブリッジ ディスプレイ テクノロジー リミテッド

(73)【特許権者】

【識別番号】000002093

【氏名又は名称】住友化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114188

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100119253

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 賢教

(74)【代理人】

【識別番号】100124855

【弁理士】

【氏名又は名称】坪倉 道明

(74)【代理人】

【識別番号】100129713

【弁理士】

【氏名又は名称】重森 一輝

(74)【代理人】

【識別番号】100137213

【弁理士】

【氏名又は名称】安藤 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100143823

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 英彦

(74)【代理人】

【識別番号】100146318

【弁理士】

【氏名又は名称】岩瀬 吉和

(74)【代理人】

【識別番号】100127812

【弁理士】

【氏名又は名称】城山 康文

(72)【発明者】

【氏名】スチユーデル，アネツト

(72)【発明者】

【氏名】フエルナンデス，オスカー

【審査官】 中村 博之

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００４−５２２２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７３４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１７４３１１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アノード；カソード；前記アノードと前記カソードの間の素子が使用される時に発光するリン光ドーパントでドープされた電荷輸送材料を含む電荷輸送層を備える有機発光素子であって、該素子は更に前記アノードと前記カソードの間の発光層を備え、前記素子から放射される光のＣＩＥ（ｘ，ｙ）座標のＸ座標値および／またはＹ座標値が、前記電荷輸送層が発光ドーパントでドープされていない対照素子のそれぞれのＸまたはＹ座標値から０．０５以下であり、前記電荷輸送層が前記発光層に隣接しており、前記発光ドーパントが前記電荷輸送材料と化学結合している、有機発光素子。

【請求項2】

前記電荷輸送層が、前記アノードと前記発光層の間に位置する正孔輸送層である、請求項１に記載の有機発光素子。

【請求項3】

前記電荷輸送材料がポリマーである、請求項１〜２のいずれか一項に記載の有機発光素子。

【請求項4】

前記発光ドーパントが、前記電荷輸送ポリマーの主鎖あるいは前記電荷輸送ポリマーの側基または末端基中の繰り返し単位である、請求項３に記載の有機発光素子。

【請求項5】

前記発光層がポリマーを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機発光素子。

【請求項6】

前記発光層に含まれるポリマーが発光ポリマーである、請求項５に記載の有機発光素子。

【請求項7】

前記発光層が、ホスト材料、および前記ホスト材料と混合されているか化学結合している発光ドーパントを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機発光素子。

【請求項8】

前記発光層のポリマーが前記ホスト材料である、請求項５又は７に記載の有機発光素子。

【請求項9】

前記電荷輸送ポリマーまたは前記発光層に含まれるポリマーが、アリールアミン繰り返し単位を含む、請求項３または請求項５に記載の有機発光素子。

【請求項10】

前記アリールアミン繰り返し単位が、式（Ｖ）の単位である、請求項９に記載の有機発光素子：

【化1】

上式で、Ａｒ^１およびＡｒ^２は、置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール基であり、ｎは、１以上であり、ｘおよびｙは、各々独立に、少なくとも１であり、ＲはＨであるかまたは置換基である。

【請求項11】

ｎは１または２である、請求項１０に記載の有機発光素子。

【請求項12】

Ｒが、Ａｒ^３であり、Ａｒ^３が置換されていてもよい芳香族または複素芳香族基であり、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３の任意の２つが、直接結合または二価の連結基によって連結され得る、請求項１０又は１１に記載の有機発光素子。

【請求項13】

前記電荷輸送ポリマーが、アリールもしくはヘテロアリール繰り返し単位を含む、請求項３、６または９〜１１のいずれか一項に記載の有機発光素子。

【請求項14】

前記発光層に含まれるポリマーが、アリールまたはヘテロアリール繰り返し単位を含む、請求項６又は８〜１０のいずれか一項に記載の有機発光素子。

【請求項15】

前記電荷輸送ポリマー又は前記発光層に含まれるポリマーが、式（ＩＶ）の繰り返し単位を含む、請求項１３又は１４に記載の有機発光素子：

【化2】

上式で、Ｒ^１およびＲ^２は、独立に、Ｈまたは置換基であり、Ｒ^１およびＲ^２は連結されて環を形成することができる。

【請求項16】

前記電荷輸送ポリマー又は前記発光層に含まれるポリマーが、式（ＶＩＩ）の繰り返し単位を含む、請求項１３または１４に記載の有機発光素子：

【化3】

上式で、Ｒ^１およびＲ^２は、独立に、Ｈまたは置換基である。

【請求項17】

前記電荷輸送層中の発光ドーパントが、３モル％以下、０．１モル％以上の量で存在する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の有機発光素子。

【請求項18】

前記電荷輸送層中の発光ドーパントが、２モル％以下の量で存在する、請求項１７に記載の有機発光素子。

【請求項19】

前記電荷輸送層中の発光ドーパントが、１モル％以下の量で存在する、請求項１７に記載の有機発光素子。

【請求項20】

前記発光ドーパントが、０．７５モル％以下の量で存在する、請求項１７に記載の有機発光素子。

【請求項21】

前記発光ドーパントが、０．５モル％以下の量で存在する、請求項１７に記載の有機発光素子。

【請求項22】

前記電荷輸送層が、前記カソードと前記発光層の間に位置する電子輸送層である、請求項１および３〜２１のいずれか一項に記載の有機発光素子。

【請求項23】

前記電荷輸送層および前記発光層を、前記アノードおよびカソードの一方の上に堆積し、前記アノードおよびカソードのもう一方を、前記電荷輸送層および前記発光層の上に堆積する段階を含む、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の有機発光素子を形成する方法。

【請求項24】

前記電荷輸送層および前記発光層の少なくとも１つを溶媒中の溶液から堆積させる、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

堆積する予定の前記電荷輸送層および前記発光層の最初の層を、積層の後に架橋し、前記電荷輸送層および前記発光層のもう一方の層を、最初に堆積した層の上に溶媒中の溶液から積層する、請求項２４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機光素子およびそれを製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

活性有機材料を含む電子素子は、有機発光ダイオード、有機光起電力素子、有機フォトセンサ、有機トランジスタおよびメモリアレイ装置などのデバイスで使用するためにますます注目されている。有機材料を含む素子は、軽重量、低い電力消費および柔軟性などの利益をもたらす。さらに、可溶性有機材料を使用することにより、素子製造において溶液処理、例えばインクジェット印刷またはスピンコーティングを使用することが可能となる。

【0003】

典型的な有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｓｓｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ：「ＯＬＥＤ」）は、インジウムスズ酸化物（「ＩＴＯ」）などの透明なアノードで被覆されたガラスまたはプラスチックの基板上に二次加工される。少なくとも１つのエレクトロルミネッセンス有機材料の薄膜層が第１の電極の上に施される。最後に、カソードがこのエレクトロルミネッセンス有機材料の層の上に施される。電荷輸送層、電荷注入層または電荷ブロッキング層を、アノードとエレクトロルミネッセンス層の間、および／またはカソードとエレクトロルミネッセンス層の間に施すことができる。

【0004】

動作時、正孔がアノードを通じて素子に注入され、電子がカソードを通じて素子に注入される。正孔および電子は有機エレクトロルミネッセンス層で結合して励起子を形成し、次にそれは放射性崩壊を受けて発光する。

【0005】

国際公開第９０／１３１４８号では、有機発光材料は、ポリ（フェニレンビニレン）などの共役ポリマーである。米国特許第４，５３９，５０７号では、有機発光材料は、小分子材料として公知の種類のもの、例えばトリス−（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（「Ａｌｑ_３」）である。これらの材料は一重項励起子の放射性崩壊により電界発光するが（蛍光）、スピン統計は、励起子の７５％までが非放射性崩壊を受ける三重項励起子であることを示している。すなわち、蛍光ＯＬＥＤの量子効率は２５％程度に低い可能性がある。例えば、Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９３，２１０，６１，Ｎａｔｕｒｅ（Ｌｏｎｄｏｎ），２００１，４０９，４９４，Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．，２００２，１２５，５５およびその中の参考文献を参照されたい。

【0006】

放射性崩壊を受けない励起子の存在が、ＯＬＥＤ寿命に有害であり得ると仮定されている。特に、比較的長寿命の三重項励起状態を有し得る三重項励起子は、望ましくない三重項−三重項相互作用または三重項−一重項相互作用に関与する可能性がある（「寿命」は、本明細書においてＯＬＥＤ寿命との関連で、ＯＬＥＤの輝度が定電流で最初の輝度値から５０％低下するのにかかる時間の長さを意味し、「寿命」は、本明細書において、励起子の寿命との関連で、励起子の半減期を意味する）。

【0007】

米国特許出願公開第２００７／１４５８８６号は、三重項−三重項または三重項−一重項の相互作用を防ぐかまたは減少させるために三重項消光材料を含むＯＬＥＤを開示する。

【0008】

ＯＬＥＤは、ディスプレイおよび照明用途に大きな可能性がある。しかし、これらの素子の性能を改善する必要性が依然として存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】国際公開第９０／１３１４８号パンフレット

【特許文献2】米国特許第４，５３９，５０７号明細書

【特許文献3】米国特許出願公開第２００７／１４５８８６号明細書

【非特許文献】

【0010】

【非特許文献1】Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，１９９３，２１０，６１，Ｎａｔｕｒｅ（Ｌｏｎｄｏｎ），２００１，４０９，４９４，Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．，２００２，１２５，５５

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0011】

第１の態様では、本発明は、アノード；カソード；アノードとカソードの間の発光ドーパントでドープされた電荷輸送材料を含む電荷輸送層；およびアノードとカソードの間の発光層を備える有機発光素子であって、前記素子から放射される光のＣＩＥ（ｘ，ｙ）座標のＸ座標値および／またはＹ座標値が、前記電荷輸送層が発光ドーパントでドープされていない対照素子のそれぞれのＸまたはＹ座標値から０．１以下、好ましくは０．０５以下である、有機発光素子を提供する。

【0012】

電荷輸送層は、アノードとエレクトロルミネッセンス層の間に位置する正孔輸送層であってもよい。

【0013】

発光ドーパントは、蛍光ドーパントであってもよい。

【0014】

発光ドーパントは、リン光ドーパントであってもよい。

【0015】

電荷輸送材料は、ポリマーであってもよい。
発光ドーパントは、電荷輸送材料と物理的に混合されていてもよい。

【0016】

発光ドーパントは、電荷輸送材料と化学結合されていてもよい。

【0017】

発光ドーパントは、電荷輸送ポリマーの主鎖あるいは電荷輸送ポリマーの側基または末端基中の繰り返し単位であってもよい。

【0018】

発光層は、ポリマーを含んでいてもよい。

【0019】

ポリマーは発光ポリマーであってもよい。

【0020】

発光層は、ホスト材料、およびホスト材料と混合されているか化学結合している発光ドーパントを含んでいてもよい。

【0021】

ポリマーは、ホスト材料であってもよい。

【0022】

電荷輸送ポリマーまたは発光層に含まれるポリマーは、アリールアミン繰り返し単位を含んでいてもよい。

【0023】

アリールアミン繰り返し単位は、式（Ｖ）の単位であってもよい：

【0024】

【化1】

上式で、Ａｒ^１およびＡｒ^２は、置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール基であり、ｎは、１以上、好ましくは１または２であり、ｘおよびｙは、各々独立に、少なくとも１であり、ＲはＨであるかまたは置換基である。

【0025】

ポリマーは、アリールもしくはヘテロアリール繰り返し単位を含んでいてもよい。

【0026】

ポリマーは、式（ＩＶ）の繰り返し単位を含んでいてもよい：

【0027】

【化2】

上式で、Ｒ^１およびＲ^２は、独立に、Ｈであるかまたは置換基であり、Ｒ^１およびＲ^２は連結されて環を形成することができる。

【0028】

ポリマーは、フェニレン繰り返し単位、１個以上の置換基で置換されている１，４−フェニレン繰り返し単位を含んでいてもよい。ポリマーは、式（ＶＩＩ）の繰り返し単位を含んでいてもよい：

【0029】

【化3】

上式で、Ｒ^１およびＲ^２は、独立に、Ｈであるかまたは置換基である。

【0030】

電荷輸送層中の発光ドーパントは、３モル％以下、２モル％以下、１モル％以下の量で存在してもよい。

【0031】

発光ドーパントは、０．７５モル％以下、好ましくは０．５モル％以下の量で存在してもよい。

【0032】

第２の態様では、本発明は、アノード；カソード；ならびにアノードとカソードの間の電荷輸送層および発光層を含み、前記電荷輸送層が、１モル％以下の発光ドーパントでドープされた電荷輸送材料を含む、有機発光素子を提供する。

【0033】

第２の態様のＯＬＥＤは、第１の態様のＯＬＥＤに関して記載される特徴のいずれかを含んでいてもよい。

【0034】

第３の態様では、本発明は、電荷輸送層および発光層をアノードおよびカソードの一方の上に堆積し、アノードおよびカソードのもう一方を電荷輸送層および発光層の上に堆積する段階を含む、第１または第２の態様に従う有機発光素子を形成する方法を提供する。

【0035】

第３の態様にしたがって、電荷輸送層および発光層の少なくとも１つは、溶媒中の溶液から堆積されてもよい。

【0036】

第３の態様にしたがって、堆積する予定の電荷輸送層および発光層の最初の層は、積層の後に架橋され、電荷輸送層および発光層のもう一方の層は、最初に堆積した層の上に溶媒中の溶液から積層されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】有機発光素子を説明する図である。

【図2】ＯＬＥＤにおける発光の機構を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１は、本発明の実施形態に従うＯＬＥＤの構造を説明する。ＯＬＥＤは、透明なガラスまたはプラスチックの基板１、アノード２、カソード５、ならびにアノード２とカソード５の間に設けられる正孔輸送層３および発光層４を備える。さらなる層、例えば電荷輸送層、電荷注入層または電荷ブロッキング層などが、アノード２とカソードの間に設置されてよい。例えば、発光層４とカソード５の間に電荷輸送層を設けることができる。

【0039】

図２に関して、正孔はアノード２から注入され、電子はカソード５から注入される。正孔および電子は、発光層４の再結合領域４ａで再結合を受けて、放射性崩壊を受ける励起子を生じる。

【0040】

しかし、正孔と電子の再結合により形成された励起子の全てが放射性崩壊を受けるものではなく、これらの励起子は素子寿命に有害となり得る。特に、一重項または三重項励起子は、発光層４から正孔輸送層３に移動する可能性がある。さらに、発光層４を通過して正孔輸送層に到達する電子から励起子が形成される可能性がある。これらの励起子は、正孔輸送層３の１つまたは複数の材料と相互作用する可能性がある。本発明者らは、この相互作用が素子の稼動寿命および／または効率を低下させ得ることを確認した。

【0041】

発光層からの励起子移動は、再結合領域４ａが正孔輸送層３との間の界面に近い場合に起こり得る。さらに、三重項励起子は、一般に比較的長寿命の種であり、したがってたとえ再結合領域４ａが正孔輸送層３と発光層４の間の界面から比較的離れていてもそれなりに正孔輸送層３に移動する可能性がある。

【0042】

図２は、励起子が発光層から移動する可能性のある正孔輸送層を有するＯＬＥＤを示す。電荷輸送層がＯＬＥＤの発光層とカソードの間に存在する場合（正孔輸送層は存在していてもしなくてもよい）、励起子が同様の有害作用を伴って電荷輸送層に等しく移動することがあり得ることは当然理解される。同様に、電荷輸送層に到達する正孔は、電子と再結合して電荷輸送層で励起子を形成することがあり得る。

【0043】

発光ドーパントを正孔輸送層２（および／または存在する場合、電子輸送層）に組み込むことにより、素子寿命を改良することができることを本発明者らは見出した。どのような理論にも縛られることを望むものではないが、この寿命の改良は、励起子が正孔輸送層で発光ドーパントによって吸収されることに起因すると考えられ、それはその後励起子にそのエネルギーを光の形で放出させる。

【0044】

発光ドーパントが電荷輸送層に存在しない対照素子と比較して、電荷輸送層から放射される光の色の、素子から放射される光の色への影響を最小限にするために、いくつかの手段をとることができる。これらの手段としては、限定されるものではないが次のものが挙げられる：
（ｉ）そのドーパントによる発光量を最小限にするために、電荷輸送層にごく少量のドーパントしか供給しないこと。本発明者らは、驚くべきことに、非常に低い（１モル以下の）ドーピングレベルでさえ、寿命の劇的な増加が達成可能であることを見出した。

【0045】

（ｉｉ）発光層と電荷輸送層が接触している場合、例えば図１および２に示されるような場合、電荷輸送層に到達する励起子の数を減らすために、発光層の再結合領域を、電荷輸送層と発光層の界面から離れた位置に置くこと。これは、当業者に公知の技法を用いて行うことができる。例えば、電荷輸送層の厚さを減らしてもよく、かつ／または発光層の厚さを増やしてもよい。

【0046】

（ｉｉｉ）発光層から放射される光と同じかまたは実質的に同じ色を有する光を放射するドーパントを電荷輸送層で使用すること。これは、例えば、発光層および電荷輸送層の両方で同じドーパントを使用すること、あるいは、同じであるかまたは実質的に同じ色の光を放射する異なるドーパントを使用することを必要とすることがある。

【0047】

これらの手段の各々は、単独で使用してもよいし、組み合わせて使用してもよい。

【0048】

電荷輸送層
電荷輸送層は、電荷輸送材料および発光ドーパントを含む。電荷輸送材料は、発光ドーパントの励起状態のエネルギー準位よりも高い、励起状態のエネルギー準位を有する。特に、蛍光発光ドーパントの場合には、一重項励起子を電荷輸送材料から蛍光発光ドーパントに移動させることができるように、電荷輸送材料の一重項励起状態のエネルギー準位（Ｓ_１）は、蛍光発光ドーパントのエネルギー準位よりも高くなければならない。電荷輸送材料の一重項準位は、ドーパントの一重項準位よりも少なくとも０．０１ｅＶ、より好ましくは０．０５ｅＶ、さらにより好ましくは０．１ｅＶまたはそれ以上高くなければならない。同様に、リン光発光ドーパントの場合には、三重項励起子を電荷輸送材料からリン光ｔ発光ドーパントに移動させることができるように、電荷輸送材料の三重項励起状態のエネルギー準位（Ｔ_１）は、リン光発光ドーパントのエネルギー準位よりも高くなければならない。電荷輸送材料の三重項準位は、リン光ドーパントの三重項準位よりも少なくとも０．０１ｅＶ、より好ましくは０．０５ｅＶ、さらにより好ましくは０．１ｅＶまたはそれ以上高くなければならない。

【0049】

電荷輸送材料は、小分子、オリゴマー、ポリマー、デンドリマーまたはその他の材料であってよい。電荷輸送材料がポリマーである場合、それは共役もしくは非共役ポリマーであってよく、電荷輸送単位はポリマー主鎖またはポリマー側鎖に中に供給され得る。

【0050】

正孔輸送層は、低い電子親和力（２ｅＶ以下）および低いイオン化ポテンシャル（５．８ｅＶ以下、好ましくは５．７ｅＶ以下、より好ましくは５．６ｅＶ以下）を有する材料を含むことが好ましい。電子親和力およびイオン化ポテンシャルは、一般に、Ｓｈｉｒｏｔａ ａｎｄ Ｋａｇｅｙａｍａ，Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．２００７，１０７，９５３−１０１０およびその中の参考文献に開示される方法によって測定される。

【0051】

正孔輸送ポリマーは、アリールアミン繰り返し単位、特に式（Ｖ）の繰り返し単位を含み得る：

【0052】

【化4】

上式で、Ａｒ^１およびＡｒ^２は、出現ごとに、独立に、置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリール基から選択され、ｎは、１以上、好ましくは１または２であり、ＲはＨであるかまたは置換基、好ましくは置換基であり、ｘおよびｙは、各々独立に、１、２または３である。

【0053】

Ｒは、好ましくはアルキル、Ａｒ^３、またはＡｒ^３基の分枝鎖または直鎖、例えば−（Ａｒ^３）_ｒであり、Ａｒ^３は、出現ごとに、独立に、アリールまたはヘテロアリールから選択され、ｒは、少なくとも１で、１、２または３であってもよい。

【0054】

Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３のいずれかは、独立に、１個以上の置換基で置換されてよい。好ましい置換基は、以下から成る基Ｒ^３から選択される：
アルキル（１以上の隣接していないＣ原子は、Ｏ、Ｓ、置換Ｎ、Ｃ＝Ｏおよび−ＣＯＯ−で置き換えることができ、前記アルキル基の１以上のＨ原子は、Ｆまたは１以上の基Ｒ^４で置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリールで置き換えることができる）、
１以上の基Ｒ^４で置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリール、
ＮＲ^５_２、ＯＲ^５、ＳＲ^５、
フッ素、ニトロおよびシアノ；
この際、各々のＲ^４は、独立に、１以上の隣接していないＣ原子を、Ｏ、Ｓ、置換Ｎ、Ｃ＝Ｏおよび−ＣＯＯ−で置き換えることのできるアルキルであり、前記アルキル基の１以上のＨ原子はＦで置き換えることができ、各々のＲ^５は、独立に、アルキルおよび１以上のアルキル基で置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリールからなる群から選択される。

【0055】

Ｒは、架橋性基、例えばビニルもしくはアクリレート基などの重合可能な二重結合を含む基、またはベンゾシクロブタン基を含み得る。

【0056】

式（Ｖ）の繰り返し単位中のアリール基またはヘテロアリール基のいずれかは、直接結合または二価の連結原子もしくは基によって連結され得る。好ましい二価の連結原子および基としては、Ｏ、Ｓ；置換Ｎ；および置換Ｃが挙げられる。

【0057】

存在する場合、Ｒ^３、Ｒ^４または二価連結基の置換Ｎまたは置換Ｃは、独立に、出現ごとに、それぞれ、Ｒ^６がアルキルまたは置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリールである、ＮＲ^６またはＣＲ^６_２であり得る。アリール基またはヘテロアリール基Ｒ^６の随意の置換基は、Ｒ^４またはＲ^５から選択され得る。

【0058】

１つの好ましい配置では、Ｒは、Ａｒ^３であり、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３の各々は、独立に、１以上のＣ_１−２０アルキル基で置換されていてもよい。

【0059】

式１を満たす特に好ましい単位としては、式１〜３の単位が挙げられる：

【0060】

【化5】

上式で、Ａｒ^１およびＡｒ^２は、上に定義される通りであり；Ａｒ^３は、置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリールである。存在する場合、Ａｒ^３の好ましい置換基としては、Ａｒ^１およびＡｒ^２に関して記載される置換基、特にアルキル基およびアルコキシ基が挙げられる。

【0061】

Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３は、好ましくはフェニルであり、その各々は、独立に、上記の１個以上の置換基で置換されてよい。

【0062】

もう一つの好ましい配置では、式（Ｖ）のアリール基またはヘテロアリール基は、フェニルであり、各々のフェニル基は、１以上のアルキル基で置換されていてもよい。

【0063】

もう一つの好ましい配置では、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３は、フェニルであり、その各々は、１以上のＣ_１−２０アルキル基で置換されてよく、ｒ＝１である。

【0064】

もう一つの好ましい配置では、Ａｒ^１およびＡｒ^２はフェニルであり、その各々は、１以上のＣ_１−２０アルキル基で置換されてよく、Ｒは、各々のフェニルが１以上のアルキル基で置換されてよい３，５−ジフェニルベンゼンである。

【0065】

さらにもう一つの好ましい配置では、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３は、フェニルであり、その各々は、１以上のＣ_１−２０アルキル基で置換されてよく、ｒ＝１であり、Ａｒ^１およびＡｒ^２は、ＯまたはＳ原子によって連結されている。

【0066】

一実施形態では、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３は、各々フェニルであり、かつ、各々は、１以上のアルキル基、特にＣ_１−２０アルキルで置換されていてもよい。

【0067】

具体的な正孔輸送単位としては、以下のものが挙げられる：

【0068】

【化6】

上式で、Ｒ^７は、出現ごとに、独立に、Ｈまたは置換基、例えばＨまたはＲ^３である。

【0069】

例となる二極性基としては、以下のものが挙げられる：

【0070】

【化7】

上式で、Ｒ^７は、上に記載される通りである。

【0071】

このポリマーは、ホモポリマーであってよく、またはそれは、式（Ｖ）の繰り返し単位を９９モル％、好ましくは７０モル％まで、さらにより好ましくは５０モル％までの量で含む共重合体であってよい。これらの百分率は、２種類以上の式（Ｖ）の繰り返し単位を使用する場合にポリマー中に存在するアリールアミン単位の総数に適用される。

【0072】

正孔輸送ポリマーが共重合体である場合には、適した共重合体としては、式（Ｖ）の繰り返し単位およびアリーレンもしくはヘテロアリーレン共繰り返し単位を含む共重合体が挙げられる。例となるアリーレン繰り返し単位は、例えば、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２０００ １２（２３）１７３７−１７５０に開示され、それには、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１９９６，７９，９３４に開示される１，４−フェニレン繰り返し単位；欧州特許第０８４２２０８号に開示されるフルオレン繰り返し単位；例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２０００，３３（６），２０１６−２０２０に開示されるインデノフルオレン繰り返し単位；および、例えば、欧州特許第０７０７０２０号に開示されるスピロフルオレン繰り返し単位が含まれる。これらの繰り返し単位の各々は、置換されていてもよい。置換基の例としては、Ｃ_１−２０アルキルまたはアルコキシなどの可溶化基；フッ素、ニトロまたはシアノなどの電子吸引基；およびポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）を上昇させる置換基が挙げられる。

【0073】

特に好ましいアリーレン繰り返し単位は、置換されていてもよい２，７結合フルオレン、最も好ましくは式ＩＶの繰り返し単位を含む：

【0074】

【化8】

上式で、Ｒ^１およびＲ^２は、独立にＨまたは置換基であり、Ｒ^１およびＲ^２は、連結されて環を形成することができる。Ｒ^１およびＲ^２は、好ましくは、水素；１以上の隣接していないＣ原子を、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｃ＝Ｏおよび−ＣＯＯ−で置き換えることのできる、置換されていてもよいアルキル；置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリール、特に１以上のアルキル基で置換されているアリールもしくはヘテロアリール、例えばＣ_１−２０アルキル；および、置換されていてもよいアリールアルキルまたはヘテロアリールアルキルからなる群から選択される。より好ましくは、Ｒ^１およびＲ^２の少なくとも１つは、置換されていてもよいアルキル（ａｌｋｙ）、例えばＣ_１−Ｃ_２０アルキル、またはアリール、特にフェニル、基を含む。Ｒ^１およびＲ^２は、各々、独立に、アリールもしくはヘテロアリール基の線状もしくは分枝鎖を含んでよく、それらの基の各々、例えば上記の式（Ａｒ^３）_ｒの基は、独立に置換されてよい。

【0075】

Ｒ^１またはＲ^２がアリールまたはヘテロアリールを含む場合、好ましい随意の置換基としては、１以上の隣接していないＣ原子を、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｃ＝Ｏおよび−ＣＯＯ−で置き換えることのできるアルキル基が挙げられる。

【0076】

Ｒ^１および／またはＲ^２は、架橋性基、例えばビニルもしくはアクリレート基などの重合可能な二重結合を含む基、またはベンゾシクロブタン基を含み得る。

【0077】

置換基Ｒ^１およびＲ^２以外の、フルオレン単位の随意の置換基は、１以上の隣接していないＣ原子を、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｃ＝Ｏおよび−ＣＯＯ−で置き換えることのできるアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、アルコキシ、アルキルチオ、フッ素、シアノおよびアリールアルキルからなる群から選択されることが好ましい。

【0078】

本明細書において使用される「アリール（エン）」および「ヘテロアリール（エン）」には、それぞれ、縮合および非縮合アリール基ならびに縮合および非縮合ヘテロアリール基の両方が含まれる。

【0079】

１以上のリン光放射体から発光が起こる場合、好ましいアリーレン繰り返し単位は、置換されていてもよいフェニレン繰り返し単位、例えば１，４−フェニレンなどである。フェニレン繰り返し単位は、上に記載される１以上の基Ｒ^１で置換されてよく、この際、各々のＲ^１は、独立に、出現ごとに、Ｈまたは置換基、例えばアルキル、例えば式（ＶＩＩ）の繰り返し単位である：

【0080】

【化9】

上式で、Ｒ^１およびＲ^２は、同じであるかまたは異なり、式（ＩＶ）の繰り返し単位に関して上に記載される通りである。

【0081】

共役電荷輸送ポリマーの作製に好ましい方法は、金属錯体触媒の金属原子が、アリールもしくはヘテロアリール基とモノマーの脱離基の間に挿入される「金属挿入」を含む。例となる金属挿入法は、例えば、国際公開第００／５３６５６号に記載されるスズキ重合、および、例えば、Ｔ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ａｎｄ Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｓｔａｂｌｅ π−Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ Ｐｏｌｙ（ａｒｙｌｅｎｅ）ｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」，Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ １９９３，１７，１１５３−１２０５に記載されるヤマモト重合である。ヤマモト重合の場合、ニッケル錯体触媒が使用され、スズキ重合の場合、パラジウム錯体触媒が使用される。

【0082】

例えば、ヤマモト重合による線状ポリマーの合成では、２個の反応性ハロゲン基を有するモノマーが使用される。同様に、スズキ重合の方法によれば、少なくとも１個の反応性基は、ボロン酸またはボロン酸エステルなどのホウ素誘導体基であり、もう一方の反応性基は、ハロゲンである。好ましいハロゲンは、塩素、臭素およびヨウ素であり、最も好ましくは臭素である。

【0083】

したがって、本願を通じて説明される繰り返し単位は、適した脱離基を担持するモノマーから誘導されることが理解されるであろう。同様に、末端基または側基は、適した脱離基の反応によってポリマーに結合させることができる。

【0084】

スズキ重合は、レギオレギュラー、ブロックおよびランダム共重合体を調製するために使用することができる。特に、ホモポリマーまたはランダム共重合体は、一方の反応性基がハロゲンであり、もう一方の反応性基がホウ素誘導体基である場合に、調製することができる。あるいは、ブロックまたはレギオレギュラー（特にＡＢ）共重合体は、第１のモノマーの両方の反応性基がホウ素であり、第２のモノマーの両方の反応性基がハロゲンである場合に調製することができる。

【0085】

ハロゲン化物の代替物として、金属挿入に関与する能力のあるその他の脱離基としては、トシレート、メシレートおよびトリフレートを含む基が挙げられる。

【0086】

電荷輸送層は、高い電子親和力（１．８ｅＶ以上、好ましくは２ｅＶ以上、さらにより好ましくは２．２ｅＶ以上）および高いイオン化ポテンシャル（５．８ｅＶ以上）を有する材料を含むことが好ましい。適した電子輸送基としては、例えば、Ｓｈｉｒｏｔａ ａｎｄ Ｋａｇｅｙａｍａ，Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．２００７，１０７，９５３−１０１０に開示される基が挙げられる。

【0087】

電子輸送繰り返し単位には、式（ＩＩ）を含む基が含まれる：

【0088】

【化10】

上式で、Ａｒ^１およびＡｒ^２は、上に定義される通りであり；ｒは、少なくとも１、好ましくは１〜３であり、Ｈｅｔは、置換されていてもよい、高い電子親和力をもつヘテロアリール基を表す。Ｈｅｔの随意の置換基は、Ｒに関して上に記載される通りである。Ｈｅｔがアリールもしくはヘテロアリール基で置換されている場合、これは上記のように基−（Ａｒ^３）ｒであり得る。

【0089】

適した高い電子親和力をもつヘテロアリールには、トリアジン、ピリミジン、オキサジアゾール、ピリジン、トリアゾール、トリアリールボラン、スルホキシドおよびシロール、特に１個以上の置換基で置換されたトリフェニルトリアジン、例えば１以上のＣ_１−２０アルキル基で置換されたトリフェニルトリアジンが含まれる。

【0090】

例となる電子輸送基としては、以下のものが挙げられる：

【0091】

【化11】

上式で、Ｒ^７は、上に記載される通りである。

【0092】

その他の適した電子輸送材料としては、置換されていてもよいケトン、ジアリールスルホキシド、およびホスフィンオキシドが挙げられる。

【0093】

【化12】

上式で、Ｒ^７は、上に記載される通りである。

【0094】

その他の適した電子輸送材料としては、置換されていてもよいボラン、例えば以下のものが挙げられる。

【0095】

【化13】

上式で、Ｒ^７は、上に記載される通りである。

【0096】

ある種の基は、正孔輸送基と電子輸送基の両方の役割を果たすことができる。これらはいわゆる両極性基であり、それにはカルバゾール、特に、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡｒ^３のうちの２つが直接Ｃ−Ｃ結合で連結されたフェニル基である、式１、２または３の基が含まれる。両極性基は、一般におよそ２ｅＶの電子親和力およびおよそ５．８ｅＶのイオン化ポテンシャルを有する。その電子親和力およびイオン化ポテンシャルによって、電荷輸送層は、正孔および電子の一方を輸送し、かつ、正孔および電子のもう一方を遮断することができる。

【0097】

電荷輸送層において蛍光またはリン光発光ドーパントとして使用することのできる材料としては、置換されていてもよい式（ＩＩＩ）の錯体：

【0098】

【化14】

を含む金属錯体が挙げられ、
上式で、Ｍは、金属であり；Ｌ^１、Ｌ^２およびＬ^３の各々は、配位基であり；ｑは、整数であり；ｒおよびｓは、各々独立に０または整数であり；（ａ．ｑ）＋（ｂ．ｒ）＋（ｃ．ｓ）の合計は、Ｍで利用可能な配位座の数に等しい。上式で、ａは、Ｌ^１の配位座の数であり、ｂは、Ｌ^２の配位座の数であり、ｃは、Ｌ^３の配位座の数である。

【0099】

重元素Ｍは、強いスピン軌道カップリングを誘導して、急速な項間交差および三重項またはそれよりも高い状態からの発光（リン光）を可能にする。適した重金属Ｍとしては：
−ランタニド金属、例えばセリウム、サマリウム、ユウロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、ツリウム、エルビウムおよびネオジムなど；ならびに
−ｄ−ブロック金属、特に２列および３列のもの、すなわち、３９〜４８番および７２〜８０番の元素、特にルテニウム、ロジウム、パラジウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金および金。イリジウムが特に好ましい。

【0100】

ｆ−ブロック金属に適した配位基には、酸素供与系または窒素供与系、例えばカルボン酸、１，３−ジケトナート、ヒドロキシカルボン酸、アシルフェノールおよびイミノアシル基を含むシッフ塩基などが含まれる。公知のように、発光ランタニド金属錯体は、金属イオンの第一励起状態よりも高い三重項励起エネルギー準位を有する増感基（群）を必要とする。発光は、金属のｆ−ｆ遷移から生じるので、発光色は金属の選択によって決定される。鋭い発光は通常狭く、ディスプレイ用途に有用な純色の発光をもたらす。

【0101】

ｄ−ブロック金属は、三重項励起状態からの発光に特に適している。これらの金属は、ポルフィリンまたは式（ＩＶ）の二座配位子などの炭素供与体または窒素供与体と有機金属錯体を形成する：

【0102】

【化15】

上式で、Ａｒ^４およびＡｒ^５は、同じであっても異なっていてもよく、独立に、置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリールから選択され；Ｘ^１およびＹ^１は、同じであっても異なっていてもよく、独立に、炭素または窒素から選択され；Ａｒ^４およびＡｒ^５は、縮合していてよい。Ｘ^１が炭素であり、Ｙ^１が窒素である配位子が特に好ましい。

【0103】

二座配位子の例を下に示す。

【0104】

【化16】

Ａｒ^４およびＡｒ^５の各々は、１個以上の置換基を有することができる。これらの置換基の２個以上を連結させて、環、例えば芳香環を形成することができる。特に好ましい置換基としては、国際公開第０２／４５４６６号、同第０２／４４１８９号、米国特許出願公開第２００２−１１７６６２号および同第２００２−１８２４４１号に開示されるような、錯体の発光をブルーシフトさせるために使用することができるフッ素またはトリフルオロメチル；特開２００２−３２４６７９号に開示されるようなアルキル基またはアルコキシ基；国際公開第０２／８１４４８号に開示されるような、発光材料として使用された場合に錯体への正孔輸送を助けるために使用することのできるカルバゾール；国際公開第０２／６８４３５号および欧州特許第１２４５６５９号に開示されるような、さらなる基の付着のための配位子を官能化する働きをすることができる臭素、塩素またはヨウ素；ならびに、国際公開第０２／６６５５２号に開示されるような、金属錯体の溶液処理性を獲得または向上させるために使用することのできるデンドロンが挙げられる。

【0105】

発光デンドリマーは、一般に１以上のデンドロンと結合した発光コアを含み、この際、各々のデンドロンは、１つの分岐点および２以上の樹枝状の分岐を含む。好ましくは、デンドロンは、少なくとも部分的に共役し、コアおよび樹状分岐のうちの少なくとも１つは、アリールもしくはヘテロアリール基を含む。

【0106】

ｄ−ブロック元素とともに使用するのに適したその他の配位子としては、ジケトナート、特にアセチルアセトナート（ａｃａｃ）；トリアリールホスフィンおよびピリジンが挙げられ、その各々が置換されていてよい。

【0107】

主族金属錯体は、配位子に基づく発光、または電荷移動発光を示す。これらの錯体に関して、発光色は、配位子ならびに金属の選択によって決定される。

【0108】

広い範囲の蛍光低分子量金属錯体が公知であり、有機発光素子において実証されている［例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍ．１２５（１９９７）１−４８、米国特許第５，１５０，００６号、同第６，０８３，６３４号および同第５，４３２，０１４号参照］。二価もしくは三価金属に適した配位子としては：例えば酸素−窒素もしくは酸素−酸素供与性原子をもつオキシノイド、通常、置換基酸素原子をもつ環窒素原子、または置換基酸素原子をもつ置換基窒素原子もしくは酸素原子、例えば８−ヒドロキシキノレートおよびヒドロキシキノキサリノール−１０−ヒドロキシベンゾ（ｈ）キノリナト（ＩＩ）など、ベンザゾール（ＩＩＩ）、シッフ塩基、アゾインドール、クロモン誘導体、３−ヒドロキシフラボン、ならびにカルボン酸、例えばサリシラトアミノカルボキシレートおよびエステルカルボキシレートなどが挙げられる。随意の置換基としては、発光色を変更することのできる（ヘテロ）芳香環上のハロゲン、アルキル、アルコキシ、ハロアルキル、シアノ、アミノ、アミド、スルホニル、カルボニル、アリールまたはヘテロアリールが挙げられる。

【0109】

例となる非金属蛍光ドーパントとしては、広い一重項−三重項ギャップをもつ化合物が挙げられる。一重項エネルギーおよび三重項エネルギーは、基準となる文献、例えばＳ．Ｌ．Ｍｕｒｏｖ，Ｉ．Ｃａｒｍｉｃｈａｅｌ，Ｇ．Ｌ．Ｈｕｇ，Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２．Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ Ｉｎｃ．，１９９３に記録されている。好ましくは、一重項−三重項ギャップは、０．７ｅＶよりも広い。好ましい例としては、置換されていてもよいペリレンもしくはアントラセン、特に１以上のアルキルおよび／またはアリール（特にフェニル）基またはヘテロアリール基で置換されているペリレンもしくはアントラセンが挙げられる。

【0110】

例となる発光アントラセン繰り返し単位は、式（ＶＩＩＩ）を有する：

【0111】

【化17】

上式で、ｄ、ｅおよびｆは、独立に、０、１、２または３であり、Ｒ^８、Ｒ９^４およびＲ^１０は、出現ごとに、独立に、以下から選択される：
Ａｒ（Ａｒは、ハロゲン；ＣＮ；およびアルキルから選択される１以上の置換基で置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリールからなる群から選択され、前記アルキル基の１以上の隣接していないＣ原子は、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｃ＝Ｏおよび−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−で置き換えられてよく、前記アルキル基の１以上のＨ原子は、ハロゲンで置き換えられてよい）；および
アルキル（前記アルキル基の１以上の隣接していないＣ原子は、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｃ＝Ｏおよび−ＣＯＯ−で置き換えられてよく、前記アルキル基の１以上のＨ原子は、ハロゲンによるかまたはＡｒによって置き換えられてよい）。

【0112】

例となるペリレンは、以下の式（ＩＸ）を有する：

【0113】

【化18】

上式で、Ｒ１’〜Ｒ４’は、随意の置換基、例えば、アルキル、例、Ｃ_１−２０アルキル、置換されていてもよいアリール、例、置換されていてもよいフェニル、アルコキシ、チオエーテルおよびアミンからなる群から選択される置換基である。

【0114】

発光ペリレンがポリマーの繰り返し単位として存在する場合、それは、式（Ｘ）を有することがある：

【0115】

【化19】

上式で、Ｒ_５’は、直接結合であるか、または置換されていてもよい二価連結基、例えば置換されていてもよいフェニルである。

【0116】

別の例となる蛍光発光ドーパントは、式（ＸＩ）の繰り返し単位である：

【0117】

【化20】

上式で、Ａｒ^１およびＡｒ^３は、上に定義される通りであり、Ａｒ６は、１以上の置換基、例えば置換されていてもよいアントラセンで置換され得る縮合芳香族もしくは複素芳香族基である。置換基は、上記の基Ｒ^３から選択され得る。

【0118】

発光ドーパントは、発光層の発光成分と実質的に同じ色を放射することができる。発光ドーパントは、発光層の発光成分と実質的に同じコア構造を有することができる；例えば、発光ドーパントは、１以上の置換基で置換されているコア構造（例えば、上記のペリレン基、アントラセン基または金属錯体）を含むことができる。同じ置換基の有無にかかわらず、同じコア構造が発光層の発光成分に存在し得る。

【0119】

電荷輸送層は、１以上の発光ドーパントを含有してよい。

【0120】

電荷輸送材料および発光ドーパントは、物理的に混合することができる。あるいは、発光ドーパントは、電荷輸送材料と化学的に結合することができる。高分子電荷輸送材料の場合、発光ドーパントは、例えば、欧州特許第１２４５６５９号、国際公開第０２／３１８９６号、同第０３／１８６５３号および同第０３／２２９０８号に開示されるように、ポリマー主鎖中の繰り返し単位として組み込まれたか、ポリマーの末端基として提供された、ポリマー主鎖に付着した置換基として化学結合され得る。

【0121】

この結合は、電荷輸送材料から発光ドーパントへの励起子のより効率的な移動をもたらすことができる。なぜならそれは、対応する混在系に利用できない分子内励起子移動経路を提供することができるためである。

【0122】

さらに、結合は、処理理由のために有益であり得る。例えば、発光ドーパントが低い溶解度を有する場合、それを可溶性の電荷輸送材料、特に電荷輸送ポリマーに結合させることは、発光ドーパントを電荷輸送材料によって溶液中に運ばせ、溶液処理法を用いる素子の二次加工を可能にする。さらに、発光ドーパントを電荷輸送材料に結合させることは、素子性能に有害であり得る相分離の影響を溶液処理された素子において防ぐことができる。

【0123】

電荷輸送層は、少なくとも１０ｎｍの厚さ、少なくとも１５ｎｍの厚さ、少なくとも２０ｎｍの厚さであってもよい。

【0124】

発光層
発光層での使用に適した発光材料としては、小分子、ポリマーおよびデンドリマー材料、ならびにその組成物が挙げられる。層３での使用に適した発光ポリマーとしては、ポリ（アリーレンビニレン）、例えばポリ（ｐ−フェニレンビニレン）など、およびポリアリーレン、例えば：ポリフルオレン、特に、２，７結合９，９ジアルキルポリフルオレンまたは２，７結合９，９ジアリールポリフルオレン；ポリスピロフルオレン、特に２，７結合ポリ−９，９−スピロフルオレン；ポリインデノフルオレン、特に２，７結合ポリインデノフルオレン；ポリフェニレン、特にアルキルまたはアルコキシ置換ポリ−１，４−フェニレンなどが挙げられる。そのようなポリマーは、例えば、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２０００ １２（２３）１７３７−１７５０およびその中の参考文献に開示される通りである。

【0125】

本発明に従う素子中の発光材料として使用するためのポリマーは、好ましくは、上記の置換されていてもよいアリーレン繰り返し単位、特にフェニレン繰り返し単位、例えば上記の式（ＶＩＩ）の繰り返し単位、および／または上記の式（ＩＶ）のフルオレン繰り返し単位などから選択される繰り返し単位を含む。

【0126】

発光ポリマー、特に蛍光青色発光ポリマーは、上記のようなアリーレンまたはヘテロアリーレン繰り返し単位、およびアリールアミン繰り返し単位、特に上記のような式（Ｖ）の繰り返し単位を含むことができる。

【0127】

発光層は、発光材料だけで構成されてもよいし、この材料を１以上のさらなる材料と組み合わせて含んでもよい。特に、発光ポリマーは、正孔および／または電子輸送材料とブレンドしてもよいし、あるいは、例えば、国際公開第９９／４８１６０号に開示されるように、正孔および／または電子輸送材料と共有結合させてもよい。例となる正孔および／または電子輸送材料は、電荷輸送層に関して上に記載される材料から選択することができる。

【0128】

発光共重合体は、例えば、国際公開第００／５５９２７号および米国特許第６３５３０８３号に開示されるように、発光領域と、正孔輸送領域および電子輸送領域のうちの少なくとも１つを含むことができる。正孔輸送領域および電子輸送領域のうちの一方だけが設けられる場合、エレクトロルミネッセンス領域が、正孔輸送および電子輸送機能性のもう一方も提供してよい。例えば、上記のようなアミン単位は、正孔輸送も発光機能性も提供することができる。発光繰り返し単位、および正孔輸送繰り返し単位と電子輸送繰り返し単位の一方または両方を含む発光共重合体は、前記単位を、米国特許６３５３０８３号のようにポリマー主鎖に、またはポリマー主鎖から垂下するポリマー側基に設けることができる。

【0129】

発光層は、ホスト材料および少なくとも１つの発光ドーパントを含んでよい。ホスト材料は、ドーパントの不在下で光自体を放つ、上記のような材料であり得る。ホスト材料およびドーパントを１つの素子で使用する場合、ドーパントだけが発光してもよい。あるいは、ホスト材料および１以上のドーパントが発光してもよい。白色光は、複数の光源からの発光、例えば、ホストと１以上のドーパントの両方からの発光または複数のドーパントからの発光によって生成することができる。発光ドーパントは、電荷輸送層に存在するドーパントに関して上に記載されるドーパントから選択することができる。

【0130】

蛍光発光ドーパントの場合、一重項励起子をホスト材料から蛍光発光ドーパントへ移動させることができるように、ホスト材料の一重項励起状態のエネルギー準位（Ｓ_１）は、蛍光発光ドーパントのエネルギー準位よりも高くなければならない。ホスト材料の一重項準位は、発光ドーパントの一重項準位よりも少なくとも０．０１ｅＶ、より好ましくは０．０５ｅＶ、さらにより好ましくは０．１ｅＶまたはそれ以上高くなければならない。同様に、リン光発光ドーパントの場合には、三重項励起子をホスト材料から蛍光発光ドーパントに移動させることができるように、ホスト材料の三重項励起状態のエネルギー準位（Ｔ_１）は、リン光発光ドーパントのエネルギー準位よりも高くなければならない。ホスト材料の三重項準位は、リン光発光ドーパントの三重項準位よりも少なくとも０．０１ｅＶ、より好ましくは０．０５ｅＶ、さらにより好ましくは０．１ｅＶまたはそれ以上高くなければならない。

【0131】

発光ドーパントは、ホスト材料と物理的に混合してもよいし、発光ドーパントと電荷輸送材料の結合に関して上に記載されるものと同じ方法で、ホスト材料と化学結合させてもよい。

【0132】

発光層は、パターニングされていてもパターニングされていなくてもよい。パターニングされていない層を含む素子は、例えば照明源として使用することができる。白色発光素子はこの目的に特に適している。パターニングされた層を含む素子は、例えば、アクティブ・マトリックス・ディスプレイであってもよいし、パッシブ・マトリックス・ディスプレイであってもよい。アクティブ・マトリックス・ディスプレイの場合、パターニングされたエレクトロルミネッセンス層は、パターニングされたアノード層およびパターニングされていないカソードと組み合わせて使用される。パッシブ・マトリックス・ディスプレイの場合、アノード層は、平行なストライプ状のアノード材料、ならびにアノード材料に垂直に配置された平行なストライプ状のエレクトロルミネッセンス材料およびカソード材料で形成され、この際、ストライプ状のエレクトロルミネッセンス材料およびカソード材料は、一般に、フォトリソグラフィによって形成されるストライプ状の絶縁材料（「カソードセパレータ」）によって分離されている。

【0133】

正孔注入層
導電性有機材料または無機材料から形成することのできる、導電性正孔注入層を、アノードから半導体ポリマーの１つまたは複数の層への正孔注入を支援するために、アノードと発光層の間に設けることができる。ドープされた有機正孔注入材料の例としては、置換されていてもよい、ドープされたポリ（エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＴ）、特に欧州特許第０９０１１７６号および同第０９４７１２３号に開示されるポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）などの電荷平衡化ポリ酸でドープされたＰＥＤＴ、ポリアクリル酸またはフッ素化スルホン酸、例えばＮａｆｉｏｎ（登録商標）；米国特許第５７２３８７３号および同第５７９８１７０号に開示されるポリアニリン；ならびに、置換されていてもよいポリチオフェンまたはポリ（チエノチオフェン）が挙げられる。導電性無機材料の例としては、遷移金属酸化物、例えばＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ（１９９６），２９（１１），２７５０−２７５３に開示されるＶＯｘ、ＭｏＯｘおよびＲｕＯｘなどが挙げられる。

【0134】

カソード
カソードは、エレクトロルミネッセンス層への電子の注入を可能にする仕事関数を有する材料から選択される。カソードと発光層の発光材料との間の有害な相互作用の可能性（特にカソードと発光層が直接接触している場合）などのその他の要因が、カソードの選択に影響を及ぼす。カソードは、アルミニウムの層などの単一材料で構成されてよい。あるいは、カソードは、複数の金属、例えば国際公開第９８／１０６２１号に開示されるようなカルシウムおよびアルミニウムなどの低仕事関数材料と高仕事関数材料からなる二層；国際公開第９８／５７３８１号、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１（４），６３４および国際公開第０２／８４７５９号に開示されるような元素バリウム；あるいは、電子の注入を助けるための金属化合物の薄層、特にアルカリまたはアルカリ土類金属の酸化物またはフッ化物、例えば国際公開第００／４８２５８号に開示されるようなフッ化リチウムの薄層；Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００１，７９（５），２００１に開示されるようなフッ化バリウム；および酸化バリウムを含んでよい。素子への電子の効率的な注入をもたらすために、カソードは、好ましくは３．５ｅＶ未満、より好ましくは３．２ｅＶ未満、最も好ましくは３ｅＶ未満の仕事関数を有する。金属の仕事関数は、例えば、Ｍｉｃｈａｅｌｓｏｎ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４８（１１），４７２９，１９７７において見出すことができる。

【0135】

カソードは、不透明であっても透明であってもよい。透明なカソードは、アクティブ・マトリックス素子に特に有利である。それはかかる素子において透明なアノードを通した発光が、発光画素の下に位置する駆動回路によって少なくとも部分的に遮られるためである。透明なカソードは、透明となるのに十分な薄さの電子注入材料の層を含む。一般に、この層の側面の導電率は、その薄さの結果として低くなる。この場合、電子注入材料の層は、インジウムスズ酸化物などの透明な導電性材料のより厚い層と組み合わせて使用される。

【0136】

透明なカソード素子は、透明なアノードを有する必要はなく（当然ながら、完全に透明な素子が望まれる場合は除く）、そのため、底部の発光素子に使用される透明なアノードが、アルミニウムの層などの反射性材料の層で置き換えられるか、または補われてよいことは、当然理解される。透明なカソード素子の例は、例えば、英国特許第２３４８３１６号に開示されている。

【0137】

封止
ＯＬＥＤ素子は、水分および酸素に対して敏感な傾向がある。したがって、水分および酸素が素子中に侵入するのを防ぐために、基板は、良好なバリア特性を有することが好ましい。基板は、一般にガラスであるが、特に素子の柔軟性が望ましい場合は、代わりとなる基板を使用してもよい。例えば、基板は、交互になったプラスチック層とバリア層からなる基板を開示する米国特許第６２６８６９５号にあるようなプラスチックかまたは欧州特許第０９４９８５０号に開示される薄いガラスとプラスチックの積層体を含んでよい。

【0138】

素子は、水分および酸素の侵入を防ぐために封止材（図示せず）で封止されることが好ましい。適した封止材には、ガラスシート、適したバリア特性を有するフィルム、例えば二酸化ケイ素、一酸化ケイ素、窒化ケイ素または例えば、国際公開第０１／８１６４９号に開示されるようなポリマーと誘電体を交互に積み重ねたものなど、あるいは、例えば、国際公開第０１／１９１４２号に開示されるような気密容器が挙げられる。透明なカソード素子の場合には、一酸化ケイ素または二酸化ケイ素などの透明な封止層をミクロンレベルの厚さに堆積することができるが、１つの好ましい実施形態では、そのような層の厚さは、２０〜３００ｎｍの範囲内である。基板または封止材を透過し得るいずれの大気中の水分および／または酸素も吸収するためのゲッター材料を基板と封止材の間に配置してもよい。

【0139】

溶液処理
電荷輸送層および発光層は、真空蒸着および溶媒中の溶液からの堆積を含む、任意のプロセスによって堆積させることができる。これらの層の一方または両方がポリアリーレン、例えばポリフルオレンなどを含む場合、溶液の堆積に適した溶媒には、トルエンおよびキシレンなどのモノ−もしくはポリ−アルキルベンゼンが含まれる。特に好ましい溶液堆積技法には、印刷およびコーティング技法、好ましくはスピンコーティングおよびインクジェット印刷が含まれる。

【0140】

スピンコーティングは、発光材料のパターニングが不必要な素子、例えば照明用途または単純なモノクロ分割ディスプレイに特に適している。

【0141】

インクジェット印刷は、高情報量ディスプレイ、特にフルカラーディスプレイに特に適している。第１の電極の上にパターニングされた層を設け、一色（モノクロ素子の場合）または多色（マルチカラー、特にフルカラー素子の場合）印刷用のウェルを規定することによって、素子にインクジェット印刷することができる。パターニングされた層は、一般に、例えば、欧州特許第０８８０３０３号に記載されるように、ウェルを規定するようにパターニングされたフォトレジストの層である。

【0142】

ウェルの代わりの方法として、パターニングされた層の内部に規定されたチャネルにインクを印刷してもよい。特に、フォトレジストをパターニングすると、ウェルとは違って、複数の画素の上にまたがり、チャネル端で開閉することのできるチャネルを形成することができる。

【0143】

その他の溶液堆積技法としては、浸漬コーティング、ロール印刷およびスクリーン印刷が挙げられる。

【0144】

隣接する電荷輸送層および発光層が、溶液処理によって形成される場合、当業者はこれらの層の混合を防ぐための技法、例えば、それに続く層を堆積する前に１つの層を架橋すること、または、これらの層の第１の層を形成した材料が、第２の層を堆積するために使用した溶媒に不溶性であるように、隣接する層の材料を選択することを承知しているであろう。

【実施例】

【0145】

正孔輸送ポリマーを、国際公開第００／５３６５６号に記載されるように、スズキ重合によって以下のモノマーから形成した：

【0146】

【表1】

【実施例1】

【0147】

次の構造を有する素子を形成した：
ＩＴＯ／ＨＩＬ／ＨＴＬ／ＥＬ／ＭＦ／Ａｌ／Ａｇ
上式で、ＩＴＯは、インジウム−スズ酸化物アノードを表し；ＨＩＬは、Ｐｌｅｘｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ社より入手した正孔注入材料から、５０ｎｍの厚さに形成した正孔注入層であり；ＨＴＬは、厚さ１５ｎｍの、正孔輸送ポリマー１を含むポリマーの正孔輸送層であり；ＥＬは、下に図示される白色発光ポリマー１を含有する、厚さ６５ｎｍに形成されたエレクトロルミネッセンス層であり、ＭＦは、金属フッ化物であり、ＭＦ（２ｎｍ）／Ａｌ（２００ｎｍ）／Ａｇ（１００ｎｍ）の三層構造は、この素子のカソードを形成する。

【0148】

ＨＩＬ、ＨＴＬおよびＥＬは、各々、スピンコーティングとその後の溶媒の蒸発によって形成した。正孔輸送ポリマー１の堆積の後、ポリマー層を加熱してポリマーのベンゾシクロブタン基を架橋結合させ、ＥＬのスピンコーティングの前にＨＴＬを不溶性にした。

【0149】

発光ポリマー１は、下に図示されるモノマーの分子百分率を含む重合混合物のスズキ重合により形成した。重合は、国際公開第００／５３６５６号に記載される通り実施した、そして、図示されるモノ臭素化イリジウム錯体を用いてポリマーをエンドキャップして白色発光ポリマーを形成した。

【0150】

【化21】

発光ポリマー１

【実施例2】

【0151】

正孔輸送層１の代わりに正孔輸送層２を使用したことを除いて、実施例１のように素子を作製した。

【0152】

比較例１
正孔輸送層１の代わりに比較正孔輸送ポリマー１を使用して、非放射性正孔輸送層を形成したことを除いて、実施例１のように比較素子１を作製した。

【0153】

ＣＩＥ（ｘ，ｙ）座標および寿命（初期輝度５，０００ｃｄ／ｍ^２）を測定した。

【0154】

【表2】

上記の結果から分かるように、正孔輸送層に蛍光発光種を含めることによって、発光色は有意に変化せずに、素子の寿命が大幅に増大した。

【0155】

いかなる理論にも縛られることを望むものではないが、正孔輸送層に蛍光発光種を含めることにより、正孔輸送層に一重項励起子の放射性崩壊の経路が与えられると考えられる。

【実施例3】

【0156】

正孔輸送層を正孔輸送ポリマー３から形成し、発光層を青色発光ポリマー２から形成したことを除いて、実施例１のように素子を作製した。これは以下のモノマーのスズキ重合によって形成した：

【0157】

【化22】

発光ポリマー２
比較目的のため、正孔輸送ポリマー３の代わりに比較正孔輸送ポリマー１を使用したことを除いて、素子実施例３のように比較素子２を作製した。

【0158】

【表3】

【実施例4】

【0159】

発光層を青色発光ポリマー３から形成したことを除いて、実施例１のように素子を作製した。これは以下のモノマーのスズキ重合によって形成した：

【0160】

【化23】

発光ポリマー３
比較目的のため、正孔輸送ポリマー１の代わりに比較正孔輸送ポリマー１を使用したことを除いて、素子実施例４のように比較素子３を作製した。

【0161】

【表4】

【実施例5】

【0162】

発光層を発光ポリマー５から形成し、正孔輸送層を正孔輸送ポリマー４から１５ｎｍの厚さに形成したことを除いて、実施例１のように素子を作製した：

【0163】

【表5】

【0164】

【化24】

発光ポリマー５
比較目的のため、放射性正孔輸送ポリマー４の代わりに非放射性比較正孔輸送ポリマー４を使用したことを除いて、実施例５に関して説明されている通り、比較素子５を形成した。

【実施例6】

【0165】

正孔輸送層を３０ｎｍの厚さに形成したことを除いて、実施例５に記載されるように素子を作製した。

【0166】

ＣＩＥ（ｘ，ｙ）座標および寿命（初期輝度５，０００ｃｄ／ｍ^２）を測定した。

【0167】

【表6】

上記の結果から分かるように、正孔輸送層にリン光発光種を含めることによって、発光色は有意に変化せずに、素子の寿命が大幅に増大した。

【0168】

いかなる理論にも縛られることを望むものではないが、正孔輸送層にリン光発光種を含めることにより、正孔輸送層に三重項励起子の放射性崩壊の経路が与えられると考えられる。
[実施例７および８]

【0169】

正孔輸送層を、正孔輸送ポリマー５（実施例７中）および正孔輸送ポリマー６（実施例８中）から形成し、発光層を、ホストポリマー１と発光ドーパント１を７０：３０ｗ／ｗのブレンドで含む組成物から形成したことを除いて、実施例５に記載されるように素子を作製した。

【0170】

【表7】

【0171】

【化25】

ホストポリマー１

【0172】

【化26】

発光ドーパント１
比較目的のため、正孔輸送ポリマー５の代わりに比較正孔輸送ポリマー５を使用したことを除いて、実施例７について上に記載されるように比較例７を作製した。

【0173】

ＣＩＥ（ｘ，ｙ）座標および寿命（初期輝度５，０００ｃｄ／ｍ^２）を測定した。

【0174】

【表8】

上記の結果から分かるように、正孔輸送層にリン光発光種を含めることによって、発光色は有意に変化せずに、素子の寿命が大幅に増大した。

【0175】

いかなる理論にも縛られることを望むものではないが、正孔輸送層にリン光発光種を含めることにより、正孔輸送層において三重項励起子の放射性崩壊の経路が与えられると考えられる。

【0176】

本発明を、具体的な例となる実施形態に関して説明したが、本明細書に開示される特徴の様々な修正、変更および／または組合せは、以下の特許請求の範囲に示される発明の範囲から逸脱することなく、当業者に明らかであることは当然理解される。

【図1】

【図2】